Convergence. Introduction (1/24) Introduction (2/24) Introduction (4/24) Introduction (3/24)

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1 Introduction (1/24) Internet = Interconnexion de réseaux et Services Informatiques (Années 60) Applications Informatiques: Transfert de fichier, Messagerie, News Internet = Interconnexion de réseaux et Services Informatiques et Multimédias (Années 90) Applications Multimédias: Téléphonie, Radiophonie, Télévision, Jeux, e-business Convergence Introduction (2/24) Définition de la QoS réseau: - Fiabilité et Disponibilité (reliability); - Bande passante (bandwith); - Délai (delay); - Régularité (jitter); - Taux d erreurs (loss ratio) Applications informatiques QOS Service Fiable Applications Multimédias QOS Sevice «Temps-Réel» Internet Multimédia (Introduction - 1/24) Internet Multimédia (Introduction - 2/24) Architecture de la QoS: Introduction (3/24) - Mécanismes horizontaux (de bout en bout): dans certains cas cela suffit de disposer de ces services sur les extrémités (ex. transmission sans perte de paquets) et dans d autres cas chaque nœud doit coopérer pour disposer d une QoS (ex. transmission express). - Mécanismes verticaux: les applications se basent sur des mécanismes de bas niveau pour offrir la QoS requise (ex. priorité de certains paquets). Introduction (4/24) Interconnexion à différents niveaux = Backbones: - Réseau local; - Réseau de campus; Bande - Réseau régional; Passante - Réseau national; et QOS - Réseau mondial; On parle d Internet lorsqu il s agit du réseau mondial On parle d Intranet lorsque les services TCP/IP sont utilisés à un niveau limité (local, entreprise ou même régional) ou à un usage spécifique (qui peut être mondial) Internet Multimédia (Introduction - 3/24) Internet Multimédia (Introduction - 4/24) 1

2 Introduction (5/24) Architecture TCP/IP = DPA Application TCP/UDP IP Accès Réseau IP = QOS «Best-Effort» Uniquement sur l Hôte Architecture réseau support (ex. X.25, ATM...) Introduction (6/24) "The internet protocol is specifically limited in scope to provide the functions necessary to deliver a package of bits (an internet datagram) from a source to a destination over an interconnected system of networks. There are no mechanisms to augment end-to-end data reliability, flow control, sequencing, or other services commonly found in host-to-host protocols. The internet protocol can capitalize on the services of its supporting networks to provide various types and qualities of service." [RFC 791] TCP = Transmission Control Protocol Internet Multimédia (Introduction - 5/24) Internet Multimédia (Introduction - 6/24) Introduction (7/24) Transporter des paquets de station à station en passant par des routeurs reliant des réseaux hétérogènes; Introduction (8/24) Exemple de pile de protocoles Mode sans connexion (Datagramme) Segmentation Temps de vie d un datagramme pour prévenir les congestions. Encapsule n importe quel protocole de niveau supérieur; IP=Format d encapsulation et non un réel protocole Internet Multimédia (Introduction - 7/24) L internet est composé de: - Postes de travail; - Equipements d interconnexion (Routeurs) - Réseau physique (liens + hubs +...) Internet Multimédia (Introduction - 8/24) 2

3 Introduction (9/24) Défi majeur pour IP = QOS Temps Réel Problème incontournable = Réseau hétérogène non maîtrisé par un seul opérateur ou un seul constructeur Introduction (10/24) Nouvelle Infrastructure = Nouveaux liens Pour absorber plus de communications = Plus de Bande Passante et plus de liens Nouveaux services = - Nouvelle Infrastructure - Nouveaux protocoles - Nouvelles Applications IP temps réel Internet temps réel Internet = Réseaux Multiservices + Routage Internet Multimédia (Introduction - 9/24) Internet Multimédia (Introduction - 10/24) Introduction (11/24) Intranet mondiaux et Européens mis en oeuvre par certains constructeurs pour offrir de nouveaux services. L américain RSL COM déploie un réseau dans 24 pays pour offrir des services spécifiques tel que la Voix sur IP Internet par Satellite Introduction (12/24) Nouvelle Infrastructure = Nouveaux routeurs Augmentation du Débit Ethernet 100 Mbps/ Gbps; Commutation Ethernet; Vlans; Classical IP; ELAN... Gestion de QOS Identification de flux; Gestion des priorités; Coopération avec technologies support... Internet Multimédia (Introduction - 11/24) Internet Multimédia (Introduction - 12/24) 3

4 Introduction (13/24) GigaRouteur: - Matrice de commutation plus puissante (ex. 4 Gbps) - Matrice physique - Plusieurs processeurs pour exécuter les différentes tâches; - Processeurs spécialisés; - Accès rapide aux tables de routage NetFlow de CISCO Introduction (14/24) NetworkPlanning Accounting/Billing Routeur Commutateur: - Mémoire partagée jouant le rôle de matrice de commutation; - Traitement des trames par des circuits en pipeline; Internet Multimédia (Introduction - 13/24) NetFlow/ Flow Data Export Collectors Internet Multimédia (Introduction - 14/24) Flow Server Flow Profiling Network Monitoring End-user Apps Route Table Switching Introduction (15/24) NetFlow Switching de CISCO NetFlow Cache NetFlow Switching Access List Security NetFlow Statistics Queuing Priority Queuing Accounting Data Accounting NetFlow Data Export Introduction (16/24) Tag Switching de CISCO - Tag (étiquette) à chaque paquet; - Associer un tag à chaque route dans les Tag Edge routeurs et dans les Tag Switches; In Core (Tag Switch): Forward using tags As opposed to IP addr Internet Multimédia (Introduction - 15/24) Internet Multimédia (Introduction - 16/24) 4

5 Introduction (17/24) Nouveaux Routeurs = gestion des files d attente Custom Queuing: Une portion de mémoire tampon est allouée à chaque flot de données en fonction type de protocole ou nature de l application Priority Queuing: Placement dans la file d attente selon une liste prioritaire définie comme précédemment Weighted Fair Queuing: Les petites séquences sont privilégiées par rapport aux grosses rafales. Introduction (18/24) Nouvelle Infrastructure = mise en œuvre de contrôleurs de flux Contrôleur de flux juste en amont du routeur Le gestionnaire définit des classes de trafics (@IP, n de port, URL, fichiers vidéo...) et leur alloue une Bande Passante minimale et maximale. Le contrôleur de flux agit sur les différents flux pour assurer la QOS demandée. Compression des données Internet Multimédia (Introduction - 17/24) Internet Multimédia (Introduction - 18/24) Introduction (19/24) Introduction (20/24) Nouveaux Services = Nouveaux Protocoles Nouveaux Services = Nouveaux Protocoles IP = Mode sans connexion où les systèmes traitent chaque paquet indépendamment des autres. Simplicité (absence de maintient d un état cohérent) Robustesse (défaillance d un système n affecte pas les autres composants) IP n a pas d informations permettant d assurer le séquencement = Pb avec flux continu et synchronisation multimédia TCP a des Mécanismes de contrôle de flux et de congestion («slow start») incompatibles avec les contraintes temps réel UDP plus performant bien que moins fiable utilisé pour véhiculer les données temps réel Favoriser la continuité d un flux plutôt que la fiabilité IP effectue l allocation des ressources «au mieux» Internet Multimédia (Introduction - 19/24) Internet Multimédia (Introduction - 20/24) 5

6 Introduction (21/24) Traitement de la QoS: Modèle «Applications Adaptatives»: prendre le réseau tel qu il est et s y adapter. Cela suppose d avoir une connaissance du comportement du réseau et s y adapter (par ex. en modifiant le codage de la voix). On développe des protocoles «RTP/RTCP» donnant en plus des informations temporelles nécessaires pour les applications multimédia. Gestion globale des ressources du réseau (modèle INTSERV): protocole de signalisation pour la réservation de ressources «RSVP» nécessitant la mémorisation d informations relatives à tous les flux. Classification du trafic (modèle DIFFSERV) consistant à regroupe les datagrammes par type de trafic que par Introduction (22/24) Applications Temps Réel RTSP RSVP RTP/RTCP UDP IP application. Internet Multimédia (Introduction - 21/24) Internet Multimédia (Introduction - 22/24) Introduction (23/24) Introduction (24/24) TCP/IP et OSI Internet Multimédia (Introduction - 23/24) Internet Multimédia (Introduction - 24/24) 6